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如何快速的開發一個完整的iOS直播app(美顏篇)

編輯:IOS開發基礎

前言

在看這篇之前,如果您還不了解直播原理,請查看這篇文章如何快速的開發一個完整的iOS直播app(原理篇)

開發一款直播app,美顏功能是很重要的,如果沒有美顏功能,可能分分鐘鐘掉粉千萬,本篇主要講解直播中美顏功能的實現原理,並且實現美顏功能。

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利用GPUImage處理直播過程中美顏的流程

  • 采集視頻 => 獲取每一幀圖片 => 濾鏡處理 => GPUImageView展示

1.png

美顏基本概念

GPU:(Graphic Processor Unit圖形處理單元)手機或者電腦用於圖像處理和渲染的硬件

GPU工作原理:CPU指定顯示控制器工作,顯示控制器根據CPU的控制到指定的地方去取數據和指令, 目前的數據一般是從顯存裡取,如果顯存裡存不下,則從內存裡取, 內存也放不下,則從硬盤裡取,當然也不是內存放不下,而是為了節省內存的話,可以放在硬盤裡,然後通過指令控制顯示控制器去取。

OpenGL ES:(Open Graphics Library For Embedded(嵌入的) Systems 開源嵌入式系統圖形處理框架),一套圖形與硬件接口,用於把處理好的圖片顯示到屏幕上。

GPUImage:是一個基於OpenGL ES 2.0圖像和視頻處理的開源iOS框架,提供各種各樣的圖像處理濾鏡,並且支持照相機和攝像機的實時濾鏡,內置120多種濾鏡效果,並且能夠自定義圖像濾鏡。

濾鏡處理的原理:就是把靜態圖片或者視頻的每一幀進行圖形變換再顯示出來。它的本質就是像素點的坐標和顏色變化

GPUImage處理畫面原理

  • GPUImage采用鏈式方式來處理畫面,通過addTarget:方法為鏈條添加每個環節的對象,處理完一個target,就會把上一個環節處理好的圖像數據傳遞下一個target去處理,稱為GPUImage處理鏈。

    • 比如:墨鏡原理,從外界傳來光線,會經過墨鏡過濾,在傳給我們的眼睛,就能感受到大白天也是烏黑一片,哈哈

    • 一般的target可分為兩類

      • 中間環節的target,  一般是各種filter, 是GPUImageFilter或者是子類.

      • 最終環節的target, GPUImageView:用於顯示到屏幕上, 或者GPUImageMovieWriter:寫成視頻文件。

  • GPUImage處理主要分為3個環節

    • source(視頻、圖片源) -> filter(濾鏡) -> final target (處理後視頻、圖片)

    • GPUImaged的Source:都繼承GPUImageOutput的子類,作為GPUImage的數據源,就好比外界的光線,作為眼睛的輸出源

      • GPUImageVideoCamera:用於實時拍攝視頻

      • GPUImageStillCamera:用於實時拍攝照片

      • GPUImagePicture:用於處理已經拍攝好的圖片,比如png,jpg圖片

      • GPUImageMovie:用於處理已經拍攝好的視頻,比如mp4文件

    • GPUImage的filter:GPUimageFilter類或者子類,這個類繼承自GPUImageOutput,並且遵守GPUImageInput協議,這樣既能流進,又能流出,就好比我們的墨鏡,光線通過墨鏡的處理,最終進入我們眼睛

    • GPUImage的final target:GPUImageView,GPUImageMovieWriter就好比我們眼睛,最終輸入目標。

2.png

美顏原理

  • 磨皮(GPUImageBilateralFilter):本質就是讓像素點模糊,可以使用高斯模糊,但是可能導致邊緣會不清晰,用雙邊濾波(Bilateral Filter) ,有針對性的模糊像素點,能保證邊緣不被模糊。

  • 美白(GPUImageBrightnessFilter):本質就是提高亮度。

美顏效果

  • 關注效果,忽悠本人

GPUImage原生美顏效果

3.gif

利用美顏濾鏡實現效果

4.gif

GPUImage實戰

GPUImage原生美顏

  • 步驟一:使用Cocoapods導入GPUImage

  • 步驟二:創建視頻源GPUImageVideoCamera

  • 步驟三:創建最終目的源:GPUImageView

  • 步驟四:創建濾鏡組(GPUImageFilterGroup),需要組合亮度(GPUImageBrightnessFilter)雙邊濾波(GPUImageBilateralFilter)這兩個濾鏡達到美顏效果.

  • 步驟五:設置濾鏡組鏈

  • 步驟六:設置GPUImage處理鏈,從數據源 => 濾鏡 => 最終界面效果

  • 步驟七:開始采集視頻

注意點:

  • SessionPreset最好使用AVCaptureSessionPresetHigh,會自動識別,如果用太高分辨率,當前設備不支持會直接報錯

  • GPUImageVideoCamera必須要強引用,否則會被銷毀,不能持續采集視頻.

  • 必須調用startCameraCapture,底層才會把采集到的視頻源,渲染到GPUImageView中,就能顯示了。

  • GPUImageBilateralFilter的distanceNormalizationFactor值越小,磨皮效果越好,distanceNormalizationFactor取值范圍: 大於1

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 創建視頻源
    // SessionPreset:屏幕分辨率,AVCaptureSessionPresetHigh會自適應高分辨率
    // cameraPosition:攝像頭方向
    GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
     videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
    _videoCamera = videoCamera;

    // 創建最終預覽View
    GPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    [self.view insertSubview:captureVideoPreview atIndex:0];

    // 創建濾鏡:磨皮,美白,組合濾鏡
    GPUImageFilterGroup *groupFilter = [[GPUImageFilterGroup alloc] init];

    // 磨皮濾鏡
    GPUImageBilateralFilter *bilateralFilter = [[GPUImageBilateralFilter alloc] init];
    [groupFilter addTarget:bilateralFilter];
    _bilateralFilter = bilateralFilter;

    // 美白濾鏡
    GPUImageBrightnessFilter *brightnessFilter = [[GPUImageBrightnessFilter alloc] init];
    [groupFilter addTarget:brightnessFilter];
    _brightnessFilter = brightnessFilter;

    // 設置濾鏡組鏈
    [bilateralFilter addTarget:brightnessFilter];
    [groupFilter setInitialFilters:@[bilateralFilter]];
    groupFilter.terminalFilter = brightnessFilter;

    // 設置GPUImage響應鏈,從數據源 => 濾鏡 => 最終界面效果
    [videoCamera addTarget:groupFilter];
    [groupFilter addTarget:captureVideoPreview];

    // 必須調用startCameraCapture,底層才會把采集到的視頻源,渲染到GPUImageView中,就能顯示了。
    // 開始采集視頻
    [videoCamera startCameraCapture];
}

- (IBAction)brightnessFilter:(UISlider *)sender {
    _brightnessFilter.brightness = sender.value;
}

- (IBAction)bilateralFilter:(UISlider *)sender {
    // 值越小,磨皮效果越好
    CGFloat maxValue = 10;
    [_bilateralFilter setDistanceNormalizationFactor:(maxValue - sender.value)];
}

利用美顏濾鏡實現

  • 步驟一:使用Cocoapods導入GPUImage

  • 步驟二:導入GPUImageBeautifyFilter文件夾

  • 步驟三:創建視頻源GPUImageVideoCamera

  • 步驟四:創建最終目的源:GPUImageView

  • 步驟五:創建最終美顏濾鏡:GPUImageBeautifyFilter

  • 步驟六:設置GPUImage處理鏈,從數據源 => 濾鏡 => 最終界面效果

注意:

  • 切換美顏效果原理:移除之前所有處理鏈,重新設置處理鏈

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    // 創建視頻源
    // SessionPreset:屏幕分辨率,AVCaptureSessionPresetHigh會自適應高分辨率
    // cameraPosition:攝像頭方向
    GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
    videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
    _videoCamera = videoCamera;

    // 創建最終預覽View
    GPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    [self.view insertSubview:captureVideoPreview atIndex:0];
    _captureVideoPreview = captureVideoPreview;

    // 設置處理鏈
    [_videoCamera addTarget:_captureVideoPreview];

    // 必須調用startCameraCapture,底層才會把采集到的視頻源,渲染到GPUImageView中,就能顯示了。
    // 開始采集視頻
    [videoCamera startCameraCapture];

}

- (IBAction)openBeautifyFilter:(UISwitch *)sender {

    // 切換美顏效果原理:移除之前所有處理鏈,重新設置處理鏈
    if (sender.on) {

        // 移除之前所有處理鏈
        [_videoCamera removeAllTargets];

        // 創建美顏濾鏡
        GPUImageBeautifyFilter *beautifyFilter = [[GPUImageBeautifyFilter alloc] init];

        // 設置GPUImage處理鏈,從數據源 => 濾鏡 => 最終界面效果
        [_videoCamera addTarget:beautifyFilter];
        [beautifyFilter addTarget:_captureVideoPreview];

    } else {

        // 移除之前所有處理鏈
        [_videoCamera removeAllTargets];
        [_videoCamera addTarget:_captureVideoPreview];
    }


}

GPUImage擴展

  • GPUImage所有濾鏡介紹

  • 美顏濾鏡

  • 美圖秀秀濾鏡大匯總

源碼下載

源碼
注意:第一次打開需要 pod install

結束語

後續還會講解GPUImage原理openGL ES,視頻編碼,推流,聊天室,禮物系統等更多功能,敬請關注!!!


文章轉自 袁峥Seemygo的簡書

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